Формування якості нових лакофарбових покриттів на основі кремнійорганічних зв'язувальних речовин

Примітка * У чисельнику наведені вихідні дані, а в знаменнику - після випробувань

Вирішальний вплив на стійкість розроблених покриттів у хімічно агресивних середовищах справляє їх склад і режим отвердіння. Найбільш стійкі покриття КО, термооброблені при 473 К. Хімічна стійкість покриттів на основі Al2O3 зростає в ряду ПФС > ПМФС. Найпомітнішу деструктивну дію серед досліджуваних реагентів справляє 2н NaOH і бензин. Органічні розчинники за ступенем руйнування захисних покриттів розташовуються в ряд: бензол > циклогексан > гексан. Руйнування кремнійорганічних матеріалів відбувається з відщепленням вуглеводневих радикалів без фіксації реагентів, за винятком HNO3, в їх складі. Оптична щільність смуг, характерних для Si - Me і Si - Ph, зменшується в 1,5-5,2 разу залежно від складу покриттів і середовища. Введення силікатних наповнювачів, поряд з донорно-акцепторною взаємодією між Al2O3 і фенільним радикалом ПОС, сприяє суттєвому зменшенню ступеня деструкції зв'язків Si - R та Si - O - Si.

Розроблені покриття КО забезпечують також ефективний захист металів у корозійно-активних середовищах. Вид вуглеводного радикала біля атома кремнію, склад і будова полімеру суттєво впливають на корозійну стійкість покриттів на його основі при дії розчинів солей. Після перебування у 3% розчині хлориду натрію найбільший граничний струм поляризації та мінімальний питомий об'ємний електричний опір спостерігаються у плівок на основі ПМФС та ПМС.

Стійкість до дії NaCl ПМС і деяких різновидів ПМФС значно вища. Введення мінеральних наповнювачів підвищує корозійну стійкість ПОС незалежно від їх складу. Для покриттів КО після 60 діб випробувань граничний струм поляризації складає 0,26-0,49 мА/см2, а питомий опір - 3,08-20,5·104 Ом·см. Хімічне модифікування наповнювачів також сприяє підвищенню корозійної стійкості. Граничний струм поляризації після 30 діб випробувань для покриттів з модифікованими наповнювачами в 2,5-3,5 разу нижчий.

Зовнішній вигляд, гідрофобність та адгезія розроблених покриттів після дії електромагнітного випромінювання практично не змінюються. Лише мікротвердість КО може зменшуватись до 107 Н/м2. Найстабільніша мікротвердість зафіксована для КО-12. За ефективністю захисної дії від

?-випромінювання дозою 6·107 Дж/кг досліджувані покриття розташовуються в ряд КО-46 > КО-84 > КО-43. Мінімальну пропускну здатність відносно до теплових нейтронів має КО-21. Середнє пропускання дорівнює 0,894. Збільшення поглинальної здатності супроводжується суттєвим зменшенням їх гідрофобності, адгезії та мікротвердості. Введення карбіду бору інгібірує деструкційні процеси ПМФС при опроміненні тепловими нейтронами, а силікатні наповнювачі збільшують поглинальну здатність КО.

ВИСНОВКИ

1.На підставі всебічних товарознавчих досліджень теоретично узагальнено та запропоновано нове розв'язання проблеми формування якості лакофарбових композицій для поліфункціональних захисних покриттів матеріалів, засобів виробництва, споруд шляхом регулювання складу і властивостей поверхні наповнювачів - оксидів, силікатів та карбонатів, забезпечення необхідного ступеня їх взаємодії з кремнійорганічними плівкоутворювачами у процесі механоактивації і в разі потреби додаткової хімічної модифікації, створення необхідної структури захисного шару, прогнозування його довговічності та надійності з урахуванням комплексу факторів диструкційної дії.

2.Вибрано мінеральні наповнювачі та кремнійорганічні компоненти для поліфункціональних захисних покриттів з урахуванням основних

фізико-хімічних й експлуатаційних факторів, що формують якість ЛФП у реальних умовах експлуатації. Мінеральні наповнювачі, що використовуються у лакофарбовій промисловості, запропоновано класифікувати на 3 групи. До першої віднесено матеріали, у складі яких переважають діоксид кремнію (від 60% за масою) та оксид алюмінію. У другій групі вміст діоксиду кремнію складає 45,8ё57,7 мас. %, а Al2O3 - 19,4ё38,4 мас. %. Основним компонентом матеріалів третьої групи є оксид кальцію. Сумарний вміст СаО+МgO складає 36,6ё59,1 мас. %. Детальний аналіз вибраних силікатів і карбонатів природного, синтетичного та техногенного походження з урахуванням їх хімічного складу, структури, енергетичного стану поверхні, ліофільності, питомої поверхні та інших факторів засвідчив, що дані матеріали суттєво відрізняються за своїми властивостями.

3.Виявлено закономірності взаємодії мінеральних наповнювачів з ПОС при механохімічній обробці, які характеризуються одночасним протіканням процесів фізичної адсорбції, часткового руйнування кристалічної гратки наповнювача, хімічним прищепленням полімеру, гідрофобізацією поверхні наповнювачів і дифузією ПОС у глибину частинок наповнювача на 50-60 мкм. Кислотно-лужні властивості оксидів дозволяють регулювати процеси взаємодії в наповнених системах та їх головні експлуатаційні характеристики. Доведено, що отримати кремнійорганічні наповнені покриття з найбільш однорідною та енергетично стабільною структурою й оптимальним комплексом заданих фізико-хімічних властивостей можливо шляхом механохімічної обробки композицій, які складаються з ПОС та мінеральних наповнювачів. Оптимальна тривалість помелу оксидів у ПОС складає 100-150 год., силікатів та карбонатів - 140-160 год., а їх співвідношення визначається як 65:35 (% до маси сухого залишку). Кількість незворотно прищеплених ПОС для силікатів більша порівняно з оксидами і складає у перерахунку на їх піролізований залишок 6-9 мас. %. Максимальну тиксотропність й ефективну в'язкість при малих градієнтах швидкості зсуву мають системи після 120 год. механоактивації.

4.Доведено принципову можливість спрямованого регулювання фізико-хімічних властивостей поверхні низькоактивних до взаємодії з ПОС техногенних силікатів і карбонатів (зола-виніс, шамот, ферохромовий шлак, вапняк, техногенний карбонат), окрім механоактивації, шляхом додаткового їх модифікування алкілсиліконатами натрію і поліетилгідридсилоксаном. Їх оптимальна концентрація (за досягнення мінімуму гідрофільності) визначається хімічним складом наповнювача, його питомою поверхнею, видом модифікатора і коливається в межах від 0,12 - 0,15 мас. % до 0,45 - 0,55 мас. %. За ступенем впливу на адсорбцію ПМФС модифікованими техногенними наповнювачами досліджувані сполуки розміщуються таким чином: поліетилгідридсилоксан > етилсиліконат натрію > метилсиліконат натрію. Кількість адсорбованого ПОС зростає на 22,5 - 51,7 % залежно від складу адсорбенту і модифікатора.

5.На прикладі найбільш типових представників наповнювачів техногенного походження доведено принципову можливість регулювання їх фізико-хімічних властивостей шляхом механохімічної активації у присутності алкілсиліконатів натрію та поліетилгідридсилоксану, за якої досягається спрямована зміна дисперсності наповнювача, створення на його поверхні необхідного ліофільно-ліофобного балансу та енергетичного рівня, хімічне прищеплення необхідних функціональних груп і, як наслідок, зміна реологічних властивостей наповнених систем.

6.Накладання змінного поля зовнішніх сил характеризується наявністю суттєвих змін у структурі ПОС. Відбувається відщеплення органічних радикалів, зсув початку деструкції зв'язку Si-Ph на 10-40 град. до низькотемпературної ділянки, зменшення втрати маси ПМФС. Мінімального руйнування, за даними елементного аналізу, у процесі диспергування зазнає ПМС. Відщеплення вуглеводневих радикалів супроводжується зміною кислотно-лужних властивостей ПОС. Введення оксидних і силікатних наповнювачів дає змогу змінювати енергію активації процесу розщеплення зв'язку Si-C у широких межах (від зменшення на 3,4-88,7 до збільшення на 2,5-37,7 кДж/моль). Розроблено фізичну модель структури механоактивованих ПОС і з'ясовано їх роль у формуванні властивостей захисних покриттів.

7.Розроблено склади наповнених кремнійорганічних покриттів на основі ПОС, що містять оксидні, природні силікатні наповнювачі та мінеральні пігменти, а також техногенні наповнювачі. Визначено напрями спрямованої зміни їх технологічних властивостей. Показано, що формування адгезійного контакту здійснюється за рахунок дифузії іонів кремнію та алюмінію в глибину підкладок на 31 - 45 мкм. Крім прямої дифузії не виключена і хімічна взаємодія покриттів КО з поверхнею матеріалів, які захищаються, що побічно підтверджується зміною термостійкості ПОС.

8.Визначено оптимальні умови отвердіння покриттів КО (термообробка при 523-573 К або введення поліорганосилазанів до 10% від маси сухого залишку зв'язувальної речовини). Експлуатаційні властивості розроблених покриттів знаходяться в таких межах: міцність на згин - 1-3 мм; гідрофобність - 87-120 град.; адгезія - 1-2 бали; міцність на удар - не менше 3,33-4,90 НЧм; мікротвердість - (84,4-382,2) · 106 Н/м2; зносостійкість - (94,5-616,0) · 10-5 Н/м; внутрішні напруження - 4,5-6,2 МПа, водопоглинання 0,21 - 1,03 мас. % за добу. Встановлено математичну залежність між властивостями КО та їх складом.

9.Попереднє модифікування техногенних наповнювачів зумовлює суттєве поліпшення властивостей наповнених ними покриттів. Найбільш помітно це виявляється для покриттів з модифікованим вапняком. Міцність на удар у модифікованих покриттів КО збільшується на 22,8-34,3%, мікротвердість на 41,9-74,1%, адгезійна міцність збільшується в 1,96-2,48 разу; покрівельна здатність на 6,28-18,8%, крайовий кут змочування - на 3-6 град. залежно від типу модифікатора. Водопоглинання таких покриттів зменшується з 0,61 - 0,77 до 0,28 - 0,43 мас. % за добу.

10.Оцінено ступінь стабільності фізико-механічних властивостей покриттів КО в широкому температурному інтервалі. Наявність стабільного адгезійного контакту покриттів КО, внаслідок їх взаємодії з матеріалом підкладки, суттєво змінює механічні властивості при нагріванні сплаву АМг-6 і сталі 09Г2С. Нанесення покриття КО-8 збільшує тривалість до руйнування порівняно з вихідним матеріалом. При 873 К довготривала міцність сплаву АМг-6 без покриття складає 15 хв, а з КО-8 - 240 хв, що дорівнює збільшенню довговічності в 16 разів. Значну роль у процесі формування стабільного адгезійного контакту в широкому інтервалі температур та, відповідно, у суттєвому покращанні механічних властивостей металів при нагріванні відіграє термічний коефіцієнт лінійного розширення. Забезпечення відповідних значень ТКЛР залежно від виду підкладки і температурного інтервалу експлуатації дає змогу уникнути процесів термічного розтріскування покриттів КО.

11.Максимальна деструкція кремнійорганічних покриттів при роздільній дії факторів зовнішнього середовища спричиняється сонячною радіацією. Дія холоду характеризується мінімальним руйнуванням підкладки і покриттів. Знакозмінні температури, рідинно-крапельна волога та морський туман займають проміжне положення. Перелічені фактори нерівноцінно діють на покриття та підкладку. Стійкість покриттів обумовлюється їх складом і структурою, а також видом підкладки, яка захищається. Доведено можливість прогнозування довговічності та надійності розроблених покриттів шляхом визначення показника відносного ступеня екранування Хў, який дає змогу кількісно оцінити ліофільність поверхні.

12.Розроблені покриття КО мають високу стійкість до дії експлуатаційних факторів. Експлуатаційні властивості покриттів КО і підкладок (паперово-шаруватий фенопласт, епоксидний склопластик, сталі ст. 3 і 09 Г2С, сплави алюмінію АМг-6, титану ОТ-4-1 і магнію МЛ-5) після тридцяти циклів випробувань на комплексну дію атмосферних факторів зазнають незначних змін. Найперспективнішими для захисту перелічених матеріалів, за винятком ОТ-4-1, є покриття на основі ПМФС. Сплави титану стійкіші з ПФС покриттями. Покриття КО зменшують водопоглинання композиційних матеріалів у 2-8 разів і підвищують довготривалу міцність композитів при дії факторів зовнішнього середовища в 1,2-1,8 разу. В хімічно агресивних середовищах мінеральні наповнювачі забезпечують ізолюючу та інгібіруючу дію на підкладку. Розроблені покриття витримують дію g-випромінювання дозою 6 ґ 107 Дж/кг та електромагнітного випромінювання практично без змін основних експлуатаційних властивостей.

13.Натурні випробування розроблених покриттів у різних кліматичних зонах засвідчили, що найпомітніша гідрофілізація їх поверхні на полімерних підкладках у тропіках відбувається в перші 100-200 діб і досягає мінімуму після 400-500 діб експозиції. За умов морського помірного клімату втрата гідрофобності спостерігається після 24-36 місяців випробувань, але КО покриття не втрачають гідроізолюючих властивостей. На металевих підкладках процес відбувається інтенсивніше, але захисні властивості покриттів КО зберігаються. Наповнені покриття руйнуються пошарово. Корозійні процеси (окиснення, гідрофілізація, крейдування) протікають переважно в їх поверхневому шарі зі зміною співвідношення зв'язувальна речовина - наповнювач (шорсткуватість збільшується до 2,28-3,40 мкм) без порушення адгезійного контакту з підкладкою.

14.Розроблені наукові засади формування якості кремнійорганічних покриттів з широким спектром властивостей дозволили запропонувати промислову технологію виробництва композицій для поліфункціональних захисних покриттів, які характеризуються підвищеною стійкістю до дії факторів зовнішнього середовища та екстремальних експлуатаційних факторів, і налагодити їх промислове виробництво. Покриття КО випускаються НТІЦ “Піраміда” і застосовуються низкою підприємств атомної енергетики, промисловості будівельних матеріалів та хімічної. Розроблено і затверджено нормативну документацію на кремнійорганічні покриття.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ЩО ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Монографія

1. Мережко Н.В. Властивості та структура наповнених кремнійорганічних покриттів: Монографія. - К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 2000. - 257 с.

Статті у наукових виданнях, матеріали конференцій:

2. Савчук Н.В., Черняк Л. В., Парфенчук О. Стан виробництва лакофарбових матеріалів в Україні //Оптимізація асортименту та якості товарів в умовах ринкової економіки: Зб. наук. пр. -К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 1997. - С. 111-114.

3. Савчук Н.В., Черняк Л.В. Вибір компонентів для отримання лакофарбових покриттів з покращеними споживчими властивостями // Проблеми товарознавства в ринкових умовах: : Зб. наук. пр. -К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 1998. - С. 28-30.

4. Черняк Л.В., Савчук Н. В. Перспективи розвитку вітчизняної лакофарбової промисловості // Сучасні проблеми товарознавства: Зб. наук. пр. - К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 1999. - С. 170-175.

5. Мережко Н.В. Оцінка стабільності покриттів на основі модифікованого рідкого скла під час експлуатації // Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. “Товарознавство - наука, практика та перспективи розвитку в умовах ринку”. - К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 1999. - С. 132-137.

6. Savchuck N. Elimination of production wastes for receipt of hightly effective sheetings // Proceedings of the 12-th IGWT Symposium “Quality for the XXI st century” 5-11 september 1999, Poznan - Gdynia, Poland. Volume 1. - Poznan, 1999. - P. 329-333.

7. Мережко Н.В. Особливості старіння кремнійорганічних покриттів // Споживча оцінка асортименту та якості товарів: Зб. наук. пр. - К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 2000. - С. 4-13.

8. Мережко Н.В. Особливості взаємодії вапняку з рідким склом, модифікованим органілсиліконатами натрію // Хім. пром-сть України. - 2000. - № 5. - С. 21-24.

9. Мережко Н.В. Особливості взаємодії поліорганосилоксанів з оксидом алюмінію в процесі механохімічної активації // Хім. пром-сть України. - 2000. - № 6. - С. 37-41.

10. Мережко Н.В., Свідерський В. А. Хімічна стійкість наповнених кремнійорганічних покриттів //Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 2000. - № 4. - С. 159-163.

11. Мережко Н.В. Експлуатаційна надійність кремнійорганічних покриттів //Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах: Зб. наук. пр. / Техн. ун-т Поділля - 2000. - № 7. - С. 87-90.

12. Мережко Н.В. Особливості механодеструкції поліорганосилоксанів //Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. Зб. наук. пр. / Техн. ун-т Поділля - 2000. - № 8. - С. 139-143.

13. Мережко Н.В. Кремнійорганічні покриття для захисту мінеральних бетонів // Вісн. Київ. держ. торг.-екон. у-ту. - 2000. - № 2. - С. 93-99.

14. Mereshzko N.V. Decontamination covering for a protection of concrete // Materialy II Miedzynarodowa koferencija “Ekologia wyrobow” 17-18 maja 2000, Krakow. - Krakow, 2000. - P. 434-436.

15. Merezhko N.V., Kislyak N.K. Protective properties of the siliceous organic covers on the base of lime // Materialy II Miedzynarodowa konferencija “Ekologia wyrobow” 17-18 maja 2000, Krakow. - Krakow, 2000. - P. 446-449.

16. Мережко Н.В. Вплив кремнійорганічних покриттів на фізико-механічні властивості металів // Вісн. Київ. нац. торг.-екон. у-ту. - 2000. - № 6. - С. 110-117.

17. Мережко Н.В. Процеси взаємодії в системі карбонат-поліорганосилоксан // Хім. пром-сть України. - 2001. - № 2. - С. 55-58.

18. Мережко Н.В., Сім'ячко О.І. Властивості покриттів на основі кремнійорганічного лаку, модифікованого стиролакрилатним сополімером // Сучасні проблеми товарознавства: Зб. наук. пр. - К.: Київ. нац. торг.-екон. ун-т, 2001. - С. 159-163.

19. Мережко Н.В. Оцінка термічної стабільності кремнійорганічних наповнених покриттів // Вісн. Київ. нац. торг.-екон. ун-т. - 2001. - № 3. - С. 97-102.

20. Мережко Н.В. Особливості модифікування вапняку // Хім. пром-сть України. - 2001. - № 4. - С. 19-22.

21. Мережко Н.В. Експлуатаційні властивості наповнених кремнійорганічних покриттів// Вісн. Київ. нац. торг.-екон. ун-т. - 2001. - № 4. - С. 67-71.

22. Мережко Н.В. Технологічні властивості кремнійорганічних композицій та покриттів на їх основі // Вісн. Техн. ун-ту Поділля. - 2001. - № 5. - С. 37-41.

23. Мережко Н.В., Свідерський В.А. Вплив механохімічної обробки на властивості поліорганосилоксанів // Хім. пром-сть України. - 2001. - № 5. - С. 28-31.

24. Мережко Н.В. Особливості використання шамоту в наповнених кремнійорганічних покриттях // Вісн. Нац. техн. ун-ту “ХПІ”: Тем. зб. наук. пр.- Харків: НТУ “ХПІ”. - 2001. - № 18. - С. 56-61.

25. Мережко Н.В., Свідерський В.А. Вплив компонентів та матеріалу підкладки на функціональні властивості кремнійорганічних покриттів // Буд. матеріали, вироби та санітарна техніка. - 2001. - № 16. - С. 56-58.

26. Мережко Н.В. Властивості поверхні дисперсних силікатів і карбонатів // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах: Зб. наук. пр. / Техн. ун-т Поділля - 2001. - № 9. - С. 110-112.

27. Мережко Н.В. Стійкість кремнійорганічних покриттів до дії мінусових та знакозмінних температур // Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка” . - 2001. - № 426. - С. 62-65.

28. Сім'ячко О.І., Мережко Н.В. Визначення оптимального співвідношення зв'язувальних речовин у кремнійорганічній лакофарбовій композиції //Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах: Зб. наук. пр. / Техн. ун-т Поділля - 2001. - № 9. - С. 113-116.

29. Мережко Н.В. Прогнозування зміни якості кремнійорганічних покриттів в процесі експлуатації // Вісн. Черкас. інж.-технолог. ун-ту.-, 2001. - № 3. - С. 20-24.

30. Черняк Л.В., Мережко Н.В., Свідерський В.А. Оцінка впливу кремнійорганічних модифікаторів на споживчі властивості пентафталевих емалей // Хім. пром-сть України. - 2001. - № 6. - С. 37-40.

Патенти:

31. Деклараційний патент на винахід “Кремнійорганічна композиція для захисних покриттів” 7 С09D5/24, заявлено 06. 07. 2001, номер заявки 2001074711, позитивне рішення від 04. 01. 2002.

32. Деклараційний патент на винахід “Кремнійорганічна композиція для захисних покриттів” 7 С09D5/24, заявлено 06. 07. 2001, номер заявки 2001074712, позитивне рішення від 04. 01. 2002.

Тези доповідей:

33. Свидерский В.А., Мережко Н.В. Особенности прогнозирования устойчивости кремнийорганических покрытий в условиях эксплуатации // Тез. докл. ІХ конференции “Деструкция и стабилизация полимеров”, 16-20 апреля 2001. - М., 2001. - С. 171-172.

34. Мережко Н.В. Радіаційна стійкість кремнійорганічних наповнених покриттів // Друга Міжнарод. наук.-техн. конф. “Композиційні матеріали”, 5-7 червня 2001 року: Зб. пр. - К.: НТУУ КПІ, 2001. - С. 98.

АНОТАЦІЯ

Мережко Н. В. Формування якості нових лакофарбових покриттів на основі кремнійорганічних зв'язувальних речовин. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.19.08 - товарознавство промислових товарів. - Київський національний торговельно-економічний університет, Київ, 2002.

Дисертацію присвячено розв'язанню проблеми формування якості нових лакофарбових кремнійорганічних покриттів із заданими властивостями. На підставі всебічних товарознавчих досліджень вивчено фізико-хімічні властивості наповнювачів різного хімічного складу та походження, розроблено та реалізовано шляхи їх застосування в поєднанні з кремнійорганічними зв'язувальними речовинами для отримання поліфункціональних захисних покриттів. Вперше виявлено закономірності процесів взаємодії модифікованих техногенних наповнювачів різного складу і будови з поліорганосилоксанами. Доведено ефективність поєднання механоактивації та хімічного модифікування з метою регулювання в широкому діапазоні властивостей систем наповнювач - зв'язувальна речовина. Запропоновано наукову концепцію спрямованого підбору компонентів і регулювання процесів взаємодії між ними під час виготовлення, формування та експлуатації лакофарбових покриттів.

Встановлено, що до найвагоміших чинників, які формують якість наповнених композицій, слід віднести хімічний склад наповнювачів, їх структуру, фізико-хімічні властивості поверхні та умови їх поєднання, а також фізико-хімічні властивості зв'язувальних речовин.

Розроблено рецептури, проведено комплексну товарознавчу оцінку нових лакофарбових покриттів на основі кремнійорганічних зв'язувальних речовин у різних умовах практичного використання.

Запропоновано достовірні методи прогнозування довговічності та надійності лакофарбових покриттів нових видів, проведено апробацію в умовах промисловості, розроблено нормативну документацію. Розроблені покриття випускаються серійно.

Ключові слова: якість, лакофарбові покриття, наповнювачі, кремнійорганічні зв'язувальні речовини, властивості.

АННОТАЦИЯ

Мережко Н. В. Формирование качества новых лакокрасочных покрытий на основе кремнийорганических связующих. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.19.08 - товароведение промышленных товаров. -

Киевский национальный торгово-экономический университет, Киев, 2002.

Диссертация посвящена решению проблемы формирования качества новых лакокрасочных покрытий с заданными свойствами. Разработаны научные основы получения защитных покрытий, сущность которых заключается в направленном, учитывающем появление новых факторов коррозионного действия, подборе, регулировании состава, свойств поверхности минеральных компонентов, активизации процессов их взаимодействия с кремнийорганическими соединениями, создании требуемой структуры защитного слоя, и прогнозировании его долговечности и надежности.

Установлено, что к наиболее весомым факторам, которые формируют качество наполненных композиций, относятся химический состав наполнителей, их структура, физико-химические свойства поверхности, а также физико-химические свойства связующих веществ. Предложено наиболее эффективные компоненты защитных покрытий выбирать с учетом степени стабильности их основных физико-химических и эксплуатационных свойств (химический состав, структура, молекулярно-массовое распределение, адгезия, коррозионная стойкость, механические, барьерные, и др. свойства) в реальных условиях службы.

Теоретически и экспериментально показано, что получить полифункциональные защитные покрытия с наиболее однородной, завершенной и энергетически стабильной структурой, которые обладали бы оптимальным комплексом заданных физико-химических свойств, можно путем механохимической обработки полиорганосилоксанов в сочетании с оксидами, силикатами и карбонатами.

Впервые выявлены закономерности процессов взаимодействия модифицированных техногенных наполнителей различного состава и строения с полиорганосилоксанами. Доказана эффективность сочетания механоактивации и химического модифицирования с целью регулирования в широком диапазоне свойств системы наполнитель - связующее.

Сформулированные научные положения и полученные экспериментальные данные позволили разработать для защиты материалов от воздействия внешней среды и эксплуатационных факторов наполненные покрытия КО на основе систем ПОС-оксид, ПОС-оксид-силикат, ПОС-модифицированный техногенный наполнитель, что позволяет расширить базу минеральных наполнителей.

Дана комплексная товароведная оценка устойчивости разработанных покрытий на подложках различной химической природы к воздействию внешней среды и эксплуатационных факторов. Разработаны достоверные методы прогнозирования долговечности и надежности.

Введение оксидов, силикатов и карбонатов в состав покрытий обеспечивает высокую устойчивость последних к действию эксплуатационных факторов. В химически агрессивных средах минеральные наполнители обеспечивают изолирующее и ингибирующее действие на подложку. Показана принципиальная возможность направленного изменения свойств предложенных покрытий путем изменения состава и количества наполнителей.

Оценена устойчивость лакокрасочных покрытий к атмосферному старению для определения срока службы, который является главным показателем, интересующим потребителей лакокрасочных материалов. Наиболее достоверные данные об истинных процессах старения покрытий получены в результате проведения натурных испытаний покрытий в различных климатических зонах.

Разработанные композиции выпускаются НТИЦ “Пирамида” и используются рядом предприятий атомной энергетики, промышленности строительных материалов и химической.

Ключевые слова: качество, лакокрасочные покрытия, наполнители, кремнийорганические связующие, свойства.

ANNOTATION

Merezhko N. New lacquer-paint coverings quality formation on the basis of silicon-organic connecting substances.- Manuscript.

Thesis pursuing Doctor of Science degree on specialty 05.19.08. - Science of non-foods. - Kyiv National University of trade and economics, Kyiv, 2002.

The thesis investigates the problems of new lacquer-paint coverings creation with pre-set properties. By studying quality of fillings with different chemical composition and origin, the ways of their usage have been investigated and developed in combination with silicon-organic connecting substances for getting polyfunctional protective coverings. For the first time predictability of interaction process between modified techno-genic fillings of different composition and structure and polyorganic silicones has been proved. The effective ness of combining mechanic activation and chemical modifying to regulate in a wide range the properties of the filling - link system has been proved. The scientific concept of intended components selection and regulation of interaction process between them during lacquer-paint coverings manufacturing, formation and exploitation is proposed.

It was found out that one of the most influential factors, which forms filled compositions quality, is chemical composition of fillings, their structure, phisico-chemical properties of the surface and phisico- chemical properties of connecting substances. Recipes have been developed, complex commodity estimation of new lacquer-paint coverings based on silicone-organic connecting substances has been fulfilled. The methods of forecasting lacquer-paint coverings durability and reliability are suggested, the probation in manufacturing conditions has been executed, the normative documents have been worked out. The developed coverings are on serial production.

Key words: quality, lacquer-paint coverings, fillings, silicone-organic connecting substances, properties.

МЕРЕЖКО Ніна Василівна

Формування якості нових лакофарбових покриттів

на основі кремнійорганічних зв'язувальних речовин

Підп. до друку 25.04.2002. Формат 60х84/16. Папір письм.

Офс. друк. Ум. друк. арк. 1,90. Ум. фарбо-відб. 1,98.

Обл.-вид.арк. 2,00. Тираж 100 пр. Зам. 309

Видавничий центр КНТЕУ. Друкарня ВЦ

02156, Київ-156, вул. Кіото, 19

Размещено на Allbest.ru